李曉曼 孫巍 徐倩 郝心寧

（1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所，北京 100081；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京 100081）

生物技術(shù)是20世紀(jì)后期人類(lèi)科技史上最令人矚目的高新技術(shù)，也是國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)乃至經(jīng)濟(jì)安全的重點(diǎn)［1］。生物技術(shù)是以現(xiàn)代生命科學(xué)理論為基礎(chǔ)，利用生物材料或生物系統(tǒng)，應(yīng)用工程學(xué)原理，并遵循生物學(xué)的規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)、構(gòu)建具有預(yù)期形狀的新個(gè)體以及新型生物制品的一種綜合性技術(shù)體系［2］。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是農(nóng)業(yè)科學(xué)與生物技術(shù)相結(jié)合形成的綜合性交叉學(xué)科［3］，是生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的統(tǒng)稱［4］。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是指運(yùn)用基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程及分子育種等生物技術(shù)，改善動(dòng)植物及微生物品種生產(chǎn)形狀、培育動(dòng)植物及微生物新品種，生產(chǎn)生物農(nóng)藥、獸藥與疫苗的新技術(shù)［5］。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)不僅是整個(gè)生物技術(shù)研究及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)，而且在解決人類(lèi)面臨的糧食、資源、環(huán)境、能源及效率等可持續(xù)發(fā)展瓶頸問(wèn)題的過(guò)程中扮演著重要的角色，發(fā)揮著巨大的作用［4］，正深刻改變著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)業(yè)也已經(jīng)有了一個(gè)良好的基礎(chǔ)，表現(xiàn)為生物技術(shù)水平不斷提高、技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加快。盡管與國(guó)際先進(jìn)水平還有不少差距，但農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，未來(lái)將得到國(guó)家政策的大力傾斜，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)前景將十分廣闊。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的最終目標(biāo)是產(chǎn)業(yè)化，而產(chǎn)業(yè)化的核心和關(guān)鍵是擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要功能基因。在新的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)戰(zhàn)略已成為參與競(jìng)爭(zhēng)的重要戰(zhàn)略選擇［6］。專(zhuān)利文獻(xiàn)作為科技創(chuàng)新成果的重要載體和表現(xiàn)形式，快速地反映著當(dāng)今世界技術(shù)發(fā)展的最新前沿水平，是指導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新的重要信息來(lái)源之一。計(jì)量分析是以文獻(xiàn)、專(zhuān)利及其知識(shí)單元為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析以揭示信息流過(guò)程的各種數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律的經(jīng)典情報(bào)學(xué)定量分析方法［7］。因此對(duì)專(zhuān)利信息進(jìn)行深度挖掘和計(jì)量分析成為當(dāng)前信息情報(bào)研究的一種重要手段。通過(guò)對(duì)專(zhuān)利文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量分析，可以更好地了解和掌握農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

本研究以Incopat數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，根據(jù)各IPC號(hào)與農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的相關(guān)程度，并結(jié)合專(zhuān)家論證，通過(guò)主、副IPC號(hào)進(jìn)行限制，獲取農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)據(jù)集。檢索式為（ipc-main=（c12n or c07k14/195 or c07k14/37）AND ipc=（a01h or a01n or a23k））OR ipc-main=（a61k38/00 or a61k39/00 or a61k48/00）OR ipc=（c05f11/08 or c05f15/00 or c07k14/415 or a01h1/00 or a01h4/00），檢索時(shí)間范圍截止至2017年12月14日。采用文獻(xiàn)計(jì)量分析的原理與方法，利用科睿唯安的數(shù)據(jù)分析工具Derwent Data Analyzer（DDA）實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析與數(shù)據(jù)清洗功能。借助于Incopat數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)利分析平臺(tái)以及EXCEL等數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行計(jì)量和可視化分析。分別從專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)、國(guó)家和機(jī)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)、技術(shù)領(lǐng)域構(gòu)成以及高價(jià)值專(zhuān)利進(jìn)行領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)分析，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析揭示生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

1 專(zhuān)利申請(qǐng)總體態(tài)勢(shì)分析

1.1 全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)分析

全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利的申請(qǐng)態(tài)勢(shì)整體呈上升趨勢(shì)，在一定時(shí)間范圍內(nèi)，經(jīng)歷了萌芽、增長(zhǎng)、高峰和迂回階段，現(xiàn)階段迂曲平穩(wěn)增長(zhǎng)。

在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域，全球最早的專(zhuān)利申請(qǐng)出現(xiàn)在1908年，是瑞士個(gè)人提交的涉及一種植物再生肥技術(shù)的保護(hù)（CH41006A）。澳大利亞的第一篇農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利出現(xiàn)在1967年（AU1719767A）。日本的第一篇農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利出現(xiàn)在1971年（JP48026554A）。中國(guó)的第一篇農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利出現(xiàn)在1985年，由河北省科學(xué)院微生物研究所提交的涉及一種棉籽殼生料栽培香菇的技術(shù)方法（CN85101598A）。美國(guó)的第一篇農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利出現(xiàn)在1993年，是由個(gè)人提交的涉及一種新的蛋白質(zhì)-多聚陽(yáng)離子偶聯(lián)物技術(shù)（US20030027773A1）。

從農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)判斷，研發(fā)雖然仍在持續(xù)，但專(zhuān)利激增階段已經(jīng)過(guò)去，目前進(jìn)入平穩(wěn)增長(zhǎng)期，推測(cè)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段（近2年的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)據(jù)受公開(kāi)時(shí)滯影響，僅供參考，下同）。

圖1 世界農(nóng)業(yè)生物技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)

1.2 中國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)分析

我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利的申請(qǐng)態(tài)勢(shì)整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在一定時(shí)間范圍內(nèi)，經(jīng)歷了萌芽、增長(zhǎng)、高峰階段，現(xiàn)階段迂曲平穩(wěn)增長(zhǎng)。最早的在華農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利出現(xiàn)在1985年，是河北省科學(xué)院微生物研究所提交的涉及棉籽殼生料栽培香菇的技術(shù)（CN85101598A）。1985年至1993年，在華農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利年度申請(qǐng)量不超過(guò)50件。1993年開(kāi)始，在華農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利年度申請(qǐng)量（50-1 000件/年）增加迅速，2008年開(kāi)始進(jìn)入增長(zhǎng)高峰期，年度申請(qǐng)量超過(guò)1 000件/年。從在華農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)判斷，研發(fā)雖然仍在持續(xù)，但專(zhuān)利激增階段已經(jīng)過(guò)去，進(jìn)入了迂回平穩(wěn)增長(zhǎng)期。

圖2 我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)

2 國(guó)家和機(jī)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析

2.1 國(guó)家專(zhuān)利布局分析

專(zhuān)利布局體現(xiàn)了某一技術(shù)領(lǐng)域在專(zhuān)利應(yīng)用國(guó)的申請(qǐng)情況，可表明對(duì)市場(chǎng)的搶占情況和專(zhuān)利布局的情況。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利在全球布局廣泛，共涉及20多個(gè)國(guó)家/地區(qū)組織。其中，主要布局國(guó)家是中國(guó)，其次是日本和美國(guó)。從國(guó)際市場(chǎng)布局看，中國(guó)、日本和美國(guó)是農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)比較關(guān)注的市場(chǎng)。圖3列出了TOP15國(guó)家/地區(qū)的專(zhuān)利布局情況。

2.2 機(jī)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析

農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量排名可以反映出該領(lǐng)域的活躍機(jī)構(gòu)，并體現(xiàn)出技術(shù)的集中與壟斷程度。圖4列出了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利重點(diǎn)申請(qǐng)機(jī)構(gòu)的情況。美國(guó)陶氏杜邦公司、德國(guó)拜耳公司、德國(guó)巴斯夫公司、中國(guó)化工公司、中國(guó)科學(xué)院是農(nóng)業(yè)生物技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量最多的前5家專(zhuān)利權(quán)機(jī)構(gòu)，專(zhuān)利量均在1 500項(xiàng)以上。

從TOP20專(zhuān)利權(quán)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型來(lái)看，屬于企業(yè)的有8家，屬于高校的有8家，屬于科研機(jī)構(gòu)有4家，且排名前4位的機(jī)構(gòu)均來(lái)自企業(yè)。可以看出，生物技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)研發(fā)和專(zhuān)利申請(qǐng)主要是由企業(yè)主導(dǎo)。從TOP20專(zhuān)利權(quán)機(jī)構(gòu)國(guó)別來(lái)看，有7家機(jī)構(gòu)來(lái)自美國(guó)，7家機(jī)構(gòu)來(lái)自中國(guó)，3家機(jī)構(gòu)來(lái)自德國(guó)，2家機(jī)構(gòu)來(lái)自日本，1家來(lái)自瑞士。美國(guó)的7家機(jī)構(gòu)中不僅有陶氏杜邦、羅氏公司等跨國(guó)公司，還有加州大學(xué)等世界知名大學(xué)。中國(guó)的7家機(jī)構(gòu)，中國(guó)化工由于收購(gòu)了先正達(dá)，專(zhuān)利數(shù)量位居第4，其余6家均沒(méi)有企業(yè)，說(shuō)明中國(guó)的企業(yè)在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研發(fā)比較壟斷。

從研發(fā)機(jī)構(gòu)專(zhuān)利的技術(shù)構(gòu)成（IPC分類(lèi)）看，TOP10機(jī)構(gòu)的專(zhuān)利主要集中在C12N（微生物或酶；其組合物）等13個(gè)技術(shù)方向上。其中，在C12N（微生物或酶；其組合物）、A01H（新植物或獲得新植物的方法；通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)的植物再生）和肽（C07K）3個(gè)方向上的專(zhuān)利量最多（圖5）?？梢钥闯觯谵r(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域，關(guān)于微生物及其組合物、植物組織培養(yǎng)技術(shù)和肽方面的研究是當(dāng)前研究的主要關(guān)注點(diǎn)。

圖3 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利國(guó)家布局

圖4 世界主要研發(fā)機(jī)構(gòu)專(zhuān)利申請(qǐng)量

圖5 世界主要研發(fā)機(jī)構(gòu)關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域

通過(guò)對(duì)各機(jī)構(gòu)在華的專(zhuān)利申請(qǐng)分析可以看出，中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院在該領(lǐng)域具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，3家農(nóng)業(yè)類(lèi)學(xué)校優(yōu)勢(shì)也相對(duì)明顯。在TOP16家機(jī)構(gòu)中，有5家機(jī)構(gòu)為海外機(jī)構(gòu)。從機(jī)構(gòu)性質(zhì)上看，在華TOP16家專(zhuān)利權(quán)機(jī)構(gòu)中，高等院校8家、企業(yè)5家、科研院所3家，但科研機(jī)構(gòu)的專(zhuān)利申請(qǐng)量排名靠前（圖6）。

企業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)力的提升，除了依靠自身的技術(shù)學(xué)習(xí)與積累之外，一條重要途徑就是加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作［8］。加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研之間的合作，既是建設(shè)國(guó)家創(chuàng)新體系的內(nèi)在要求，也是我國(guó)企業(yè)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新的必然選擇［9］。相比其它幾個(gè)主要國(guó)家，科研機(jī)構(gòu)和高校在我國(guó)生物技術(shù)領(lǐng)域，特別是在通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作推進(jìn)我國(guó)相關(guān)技術(shù)快速進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用。

表1 IPC含義說(shuō)明

3 技術(shù)領(lǐng)域態(tài)勢(shì)分析

本節(jié)主要從宏觀技術(shù)領(lǐng)域（IPC分類(lèi)號(hào)）和微觀技術(shù)領(lǐng)域（技術(shù)功效矩陣）來(lái)對(duì)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的主要研發(fā)方向進(jìn)行分析。通過(guò)技術(shù)領(lǐng)域態(tài)勢(shì)分析可以了解農(nóng)業(yè)生物技術(shù)目前涉及的技術(shù)領(lǐng)域以及技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利分布情況。

圖6 主要研發(fā)機(jī)構(gòu)在華專(zhuān)利申請(qǐng)量

3.1 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研發(fā)方向

3.1.1 全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研發(fā)方向 國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)（IPC）是國(guó)際通用的、標(biāo)準(zhǔn)化的專(zhuān)利技術(shù)分類(lèi)體系，蘊(yùn)含著豐富的專(zhuān)利技術(shù)信息。通過(guò)對(duì)專(zhuān)利的IPC進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以準(zhǔn)確、及時(shí)地獲取該領(lǐng)域涉及的主要技術(shù)主題和研發(fā)重點(diǎn)［10］。

通過(guò)對(duì)IPC分類(lèi)進(jìn)行分析，全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利主要集中在人類(lèi)生活必需（A類(lèi)）和化學(xué)冶金（C類(lèi)）中，此外，還涉及物理（G類(lèi)）、作業(yè)運(yùn)輸（B類(lèi)）、紡織造紙（D類(lèi)）、機(jī)械工程（F類(lèi)）、電學(xué)（H類(lèi)）等技術(shù)類(lèi)別?？梢?jiàn)，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是領(lǐng)域交叉較為廣泛的技術(shù)。從細(xì)化的角度分析生物技術(shù)的技術(shù)研發(fā)方向，發(fā)現(xiàn)微生物、酶及其組合物是生物技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利最關(guān)注的技術(shù)方向，其次是蛋白質(zhì)醫(yī)藥，即醫(yī)用、牙科用或梳妝用的配置品和新植物或獲得新植物的方法。對(duì)微生物、酶及其組合物和蛋白質(zhì)醫(yī)藥兩個(gè)聚集度較強(qiáng)的技術(shù)進(jìn)一步細(xì)化，發(fā)現(xiàn)在微生物或酶技術(shù)中，突變或遺傳工程/遺傳工程涉及的DNA或RNA/載體（如質(zhì)粒）或其分離/制備或純化、未分化的人類(lèi)/動(dòng)物或植物細(xì)胞、微生物本身及其組合物、酶是研發(fā)重點(diǎn)方向；在蛋白質(zhì)醫(yī)藥中，含肽的醫(yī)藥配制品、含有抗原或抗體的醫(yī)藥配制品、含有插入到活體細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)以治療遺傳病的醫(yī)藥配制品及基因治療是研發(fā)重點(diǎn)方向。

3.1.2 中國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研發(fā)方向 從IPC分類(lèi)來(lái)分析，在華農(nóng)業(yè)生物技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利主要集中在人類(lèi)生活必需（A類(lèi)）和化學(xué)冶金（C類(lèi)）中，此外，少量專(zhuān)利涉及作業(yè)運(yùn)輸（B類(lèi)）、紡織造紙（D類(lèi)）、物理（G類(lèi)）等技術(shù)類(lèi)別，可見(jiàn)，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是領(lǐng)域交叉較為廣泛的技術(shù)。從細(xì)化的角度分析農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的技術(shù)方向布局，發(fā)現(xiàn)微生物或酶是在華生物技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利最關(guān)注的技術(shù)方向，其次是新植物或獲得新植物的方法和肽。對(duì)微生物或酶和新植物或獲得新植物的方法兩個(gè)聚集度較強(qiáng)的技術(shù)進(jìn)一步細(xì)化，發(fā)現(xiàn)在微生物或酶技術(shù)中，突變或基因遺傳工程/遺傳工程涉及的DNA或RNA/載體（如質(zhì)粒）或其分離/制備或純化、微生物本身及其組合物、未分化的人類(lèi)、動(dòng)物或植物細(xì)胞、酶及其組合物是研發(fā)重點(diǎn)方向；在新植物或獲得新植物的方法技術(shù)中，通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)的植物再生、有花植物、改良基因型的方法是重點(diǎn)研發(fā)方向。

圖7 全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域主要技術(shù)方向

將中國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域主要技術(shù)方向與全球相比，排名第一的技術(shù)均是微生物、酶或其組合物。在全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的主要研發(fā)技術(shù)中，蛋白質(zhì)醫(yī)藥相關(guān)技術(shù)排名第二，但在中國(guó)關(guān)注度較低，排名第五。通過(guò)將中國(guó)與全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域主要技術(shù)方向進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)中國(guó)與全球的不同點(diǎn)，從而可以為該領(lǐng)域下一步的研究方向和研發(fā)重點(diǎn)的制定提供參考。

圖8 中國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域主要技術(shù)方向

3.2 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域分類(lèi)

為了進(jìn)一步探索農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的主要技術(shù)，我們?cè)趯?zhuān)利分析中引入專(zhuān)家智慧。通過(guò)專(zhuān)家知識(shí)對(duì)專(zhuān)利IPC的解讀進(jìn)行歸納和匯總?；趯?zhuān)業(yè)理解，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域可以分為生物技術(shù)育種、應(yīng)用化學(xué)、農(nóng)業(yè)/乳制品和動(dòng)物科學(xué)、蛋白質(zhì)醫(yī)藥、微生物/酶或其組合物等子技術(shù)。其中，生物技術(shù)育種技術(shù)又分為基因改良、植物培養(yǎng)技術(shù)，應(yīng)用化學(xué)又分為各種劑、各種肽和有機(jī)肥料技術(shù)，農(nóng)業(yè)/乳制品和動(dòng)物科學(xué)主要為飼料技術(shù)。我們選取基因改良技術(shù)作為下一步技術(shù)功效分析的技術(shù)領(lǐng)域。

3.3 基因改良技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)功效分析

由表2可知，基因改良技術(shù)領(lǐng)域?qū)?yīng)的IPC是A01H1/00，相關(guān)專(zhuān)利15 669件。通過(guò)合并同族，得到10 082個(gè)專(zhuān)利家族，即10 082項(xiàng)專(zhuān)利（一項(xiàng)專(zhuān)利即為一個(gè)專(zhuān)利家族，可對(duì)應(yīng)多件專(zhuān)利）。再經(jīng)過(guò)專(zhuān)家判讀，獲得密切相關(guān)的專(zhuān)利6 163項(xiàng)。以密切相關(guān)專(zhuān)利為分析對(duì)象，從申請(qǐng)布局維度進(jìn)行基因改良技術(shù)的專(zhuān)利布局分析。

表2 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的主要技術(shù)分類(lèi)

3.3.1 基因改良技術(shù)的“技術(shù)—功效”框架 結(jié)合資料調(diào)研情況及專(zhuān)家知識(shí)，將基因改良技術(shù)進(jìn)一步分為A 核酸序列、B 轉(zhuǎn)基因植物、C 轉(zhuǎn)基因微生物、D 新植物或獲得新植物的方法、E 特殊用途酶和F其他培育方法5個(gè)一級(jí)子技術(shù)。其中，A 核酸序列包括A1 基因序列、A2 調(diào)控序列、A3 載體、A4 基因組編輯和A5 其他技術(shù)5個(gè)二級(jí)子技術(shù)；B 轉(zhuǎn)基因植物包括B1 抗蟲(chóng)植物、B2 抗病植物、B3 耐除草劑植物、B4 品質(zhì)改良植物、B6 抗逆境植物、B7 特殊用途轉(zhuǎn)基因植物或組織和B8 其他技術(shù)8個(gè)二級(jí)子技術(shù)；C 轉(zhuǎn)基因微生物包括C1 抗蟲(chóng)微生物和C2 次生產(chǎn)物生產(chǎn)2個(gè)二級(jí)子技術(shù)；D 新植物或獲得新植物的方法包括D1 改良基因型的方法、D2 改良表現(xiàn)型的方法、D3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和D4 氨基酸取代、缺失、添加技術(shù)4個(gè)二級(jí)子技術(shù)。對(duì)二級(jí)子技術(shù)進(jìn)行技術(shù)拆分，可拆分為31個(gè)三級(jí)子技術(shù)。

將技術(shù)產(chǎn)生的影響（即功效）分為提高土地利用率、環(huán)境友好、提高營(yíng)養(yǎng)、降低成本、提高效率、擴(kuò)大應(yīng)用范圍、產(chǎn)生優(yōu)良新品、提高安全性、其他用途以及無(wú)應(yīng)用/沒(méi)有實(shí)際功能10種一級(jí)功效。針對(duì)每個(gè)子技術(shù)構(gòu)成的關(guān)鍵技術(shù)和功效具體產(chǎn)生作用環(huán)節(jié)細(xì)分后的具體技術(shù)構(gòu)成和功效分解見(jiàn)圖9。

圖9 基因改良技術(shù)和功效分解圖

基于基因改良技術(shù)分解框架，結(jié)合基因改良技術(shù)的10個(gè)重要的功效指標(biāo)，構(gòu)建出基因改良技術(shù)的“技術(shù)-功效”矩陣，并由專(zhuān)家對(duì)專(zhuān)利逐條解讀。一項(xiàng)專(zhuān)利可能同時(shí)從多個(gè)方面提升基因改良技術(shù)的多個(gè)性能，因此一項(xiàng)專(zhuān)利可能屬于多個(gè)“技術(shù)-功效”單元。以此為基礎(chǔ)，分析基于技術(shù)功效框架下的全球基因改良技術(shù)專(zhuān)利的布局情況，發(fā)現(xiàn)未來(lái)研發(fā)的優(yōu)勢(shì)區(qū)、機(jī)會(huì)區(qū)和空白區(qū)。

3.3.2 全球?qū)＠季址治?表3展現(xiàn)基因改良相關(guān)技術(shù)點(diǎn)專(zhuān)利申請(qǐng)布局，從表中可以看出基因改良技術(shù)專(zhuān)利保護(hù)的密集區(qū)和稀疏區(qū)。表中用橙色標(biāo)注技術(shù)保護(hù)相對(duì)密集區(qū)（申請(qǐng)量高于100項(xiàng)），用綠色標(biāo)注技術(shù)保護(hù)稀疏區(qū)（申請(qǐng)量少于10項(xiàng)）。

基于技術(shù)-功效框架的專(zhuān)利申請(qǐng)布局看，基因序列和改良基因型的方法（專(zhuān)利申請(qǐng)量超過(guò)500件）相對(duì)于其他子技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)更為活躍。從解決的問(wèn)題看，國(guó)際基因改良技術(shù)最主要的研發(fā)目的是提高土地利用率、降低成本、提高效率、擴(kuò)大應(yīng)用范圍和產(chǎn)生優(yōu)良新品。其中，通過(guò)雜交/自交的方法或設(shè)備達(dá)到產(chǎn)生優(yōu)良新品的專(zhuān)利最多（529項(xiàng)），其次是通過(guò)發(fā)育控制技術(shù)達(dá)到提高土地利用率（527項(xiàng)），另外通過(guò)其他培育方法的創(chuàng)新提高效率（474項(xiàng)）、通過(guò)色其他轉(zhuǎn)基因植物技術(shù)提高土地利用率（347項(xiàng)）、通過(guò)殺蟲(chóng)蛋白表達(dá)技術(shù)降低成本（237項(xiàng)）、通過(guò)營(yíng)養(yǎng)優(yōu)化植物提高營(yíng)養(yǎng)（236項(xiàng)）這幾個(gè)技術(shù)點(diǎn)也是專(zhuān)利保護(hù)密集區(qū)。

基因改良技術(shù)領(lǐng)域現(xiàn)有的5大子技術(shù)分類(lèi)（A核酸序列、B 轉(zhuǎn)基因植物、C 轉(zhuǎn)基因微生物、D 新植物或獲得新植物的方法、E 特殊用途酶、F 其他培育方法）中，通過(guò)轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生優(yōu)良新品和提高安全性是專(zhuān)利保護(hù)的空白點(diǎn)，即目前還沒(méi)有專(zhuān)利申請(qǐng)，其他基因改良技術(shù)的專(zhuān)利保護(hù)已經(jīng)深入到技術(shù)的各個(gè)環(huán)節(jié)。從功效來(lái)看，提高安全性方面的專(zhuān)利保護(hù)相對(duì)稀疏。

4 高價(jià)值專(zhuān)利分析

Narin等［11］認(rèn)為，專(zhuān)利被引次數(shù)作為確認(rèn)企業(yè)重要專(zhuān)利的指標(biāo)，如果一項(xiàng)專(zhuān)利被后來(lái)的許多專(zhuān)利所引用，則表明該專(zhuān)利是一項(xiàng)比較核心和重要的技術(shù)，并且專(zhuān)利的引用在公布后的2-4年能夠達(dá)到峰值。韓志華［12］則給出核心專(zhuān)利的定義，即在某一技術(shù)領(lǐng)域中處于關(guān)鍵地位。黃魯成等［13］認(rèn)為高價(jià)值專(zhuān)利指的是對(duì)技術(shù)發(fā)展具有突出貢獻(xiàn)的，對(duì)其他專(zhuān)利或技術(shù)具有重大影響的，并且具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的專(zhuān)利。

本文的高價(jià)值專(zhuān)利依據(jù)Incopat數(shù)據(jù)庫(kù)的合享價(jià)值度進(jìn)行篩選。合享價(jià)值度主要依賴于合享新創(chuàng)自主研發(fā)的專(zhuān)利價(jià)值模型實(shí)現(xiàn)，該專(zhuān)利價(jià)值模型融合了專(zhuān)利分析行業(yè)內(nèi)最常見(jiàn)和重要的技術(shù)指標(biāo)：專(zhuān)利類(lèi)型、被引證次數(shù)、同族個(gè)數(shù)、同族國(guó)家數(shù)量、權(quán)利要求個(gè)數(shù)、發(fā)明人個(gè)數(shù)、涉及IPC大組個(gè)數(shù)、專(zhuān)利剩余有效期等20余個(gè)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)每個(gè)指標(biāo)對(duì)價(jià)值度的影響力，設(shè)定各指標(biāo)的影響因子，實(shí)現(xiàn)對(duì)每篇專(zhuān)利進(jìn)行專(zhuān)利強(qiáng)度自動(dòng)評(píng)價(jià)，為遴選重點(diǎn)專(zhuān)利提供參考。價(jià)值度分為10個(gè)等級(jí)，從低到高位1-10。

從全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的專(zhuān)利價(jià)值度分布分析，價(jià)值度在8-10之間的專(zhuān)利居多，占比接近45%。本研究遴選了價(jià)值度為10的專(zhuān)利作為高價(jià)值專(zhuān)利?？梢园l(fā)現(xiàn)，高價(jià)值專(zhuān)利的申請(qǐng)時(shí)間集中在2003-2007年，主要側(cè)重于微生物或酶及其組合物/繁殖、保藏或維持微生物/變異或遺傳工程、培養(yǎng)基醫(yī)用、牙科用或梳妝用的配制品、肽、新植物或獲得新植物的方法/通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)的植物再生等技術(shù)。拜 耳（MONSANTO COMPANY）、 巴 斯 夫（BASF PLANT SCIENCE GMBH）、陶氏杜邦等是高質(zhì)量農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利的主要申請(qǐng)人。

從在華農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的專(zhuān)利價(jià)值度分布分析，價(jià)值度在4-5之間的專(zhuān)利居多，占比接近45%。對(duì)高價(jià)值度專(zhuān)利進(jìn)行分析，專(zhuān)利的申請(qǐng)時(shí)間集中在2008-2011年，主要側(cè)重于微生物或酶及其組合物/繁殖、保藏或維持微生物/變異或遺傳工程、新植物或獲得新植物的方法/通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)的植物再生、醫(yī)用、牙科用或梳妝用的配制品等技術(shù)，對(duì)高質(zhì)量專(zhuān)利進(jìn)行聚類(lèi)分析，發(fā)現(xiàn)主要集中于耐逆性、抗原呈遞細(xì)胞、復(fù)合微生態(tài)制劑、水解產(chǎn)物、昆蟲(chóng)抗性等技術(shù)。中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、拜耳公司、陶氏杜邦公司、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、巴斯夫公司、諾維信公司是在華高質(zhì)量專(zhuān)利的主要申請(qǐng)人。

將在華專(zhuān)利和全球?qū)＠麅r(jià)值度比較可以看出，在華專(zhuān)利價(jià)值度相對(duì)較低，價(jià)值度在4-5之間的專(zhuān)利居多，而全球?qū)＠麅r(jià)值度在8-10之間的專(zhuān)利居多。另外，在華專(zhuān)利高價(jià)值專(zhuān)利申請(qǐng)的時(shí)間集中年份相對(duì)靠后。最后，在華專(zhuān)利的高價(jià)值專(zhuān)利申請(qǐng)人主要集中在科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)，而全球的高價(jià)值專(zhuān)利申請(qǐng)人主要集中公司。

5 結(jié)論與建議

本文通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行了總體概括和具體分析，通過(guò)領(lǐng)域?qū)＠治隹梢园l(fā)現(xiàn)世界和中國(guó)的生物技術(shù)研究力量的分布情況，了解各國(guó)、各機(jī)構(gòu)之間的研發(fā)重點(diǎn)，進(jìn)一步了解生物技術(shù)當(dāng)前發(fā)展情況和未來(lái)的發(fā)展?jié)摿?，為我?guó)政府和企業(yè)制定下一步的計(jì)劃提供了科學(xué)可靠的依據(jù)。通過(guò)分析可以得出：

（1）國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研發(fā)熱度下降，而我國(guó)正日漸升溫。全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)呈現(xiàn)出新趨勢(shì)：2010年前專(zhuān)利量的增長(zhǎng)主要是以杜邦、巴斯夫、拜耳、收購(gòu)前的孟山都、收購(gòu)前的先正達(dá)等為代表的跨國(guó)公司或農(nóng)業(yè)生物技術(shù)公司所引起的；2010年之后這些公司的專(zhuān)利申請(qǐng)呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。特別是近兩年，業(yè)務(wù)模式相對(duì)單一的孟山都公司和先正達(dá)公司分別被農(nóng)化巨頭拜耳和我國(guó)的中國(guó)化工所收購(gòu)，這正是國(guó)外農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研發(fā)熱度下降的一種真實(shí)寫(xiě)照。反觀，目前我國(guó)的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)正處于迅速發(fā)展階段，并成為2010年之后的全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量增長(zhǎng)的主要貢獻(xiàn)者。

表3 基因改良技術(shù)相關(guān)技術(shù)點(diǎn)專(zhuān)利申請(qǐng)布局（單位：項(xiàng)）

圖10 全球高價(jià)值專(zhuān)利分析

圖11 在華高價(jià)值專(zhuān)利分析

（2）國(guó)際大公司依然處于優(yōu)勢(shì)地位，而我國(guó)機(jī)構(gòu)正在打破這種局面。目前，杜邦、巴斯夫、拜耳和陶氏公司，特別是杜邦、巴斯夫和拜耳的專(zhuān)利量均超3000件以上，擁有絕對(duì)性的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)2010年之后，我國(guó)的科研和高等教育機(jī)構(gòu)所科研已成為全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量增長(zhǎng)的主要貢獻(xiàn)者，如中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等正在打破原有的以跨國(guó)農(nóng)化巨頭所壟斷的研發(fā)格局。同時(shí)，我國(guó)化工行業(yè)的巨頭—中國(guó)化工通過(guò)收購(gòu)先正達(dá)公司，也步入農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)格局中。

（3）我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)增長(zhǎng)速度較快，但質(zhì)量有待提高。我國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但近些年發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，以基因工程為核心的研制開(kāi)發(fā)頗具規(guī)模。但我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的質(zhì)量相對(duì)較低，市場(chǎng)轉(zhuǎn)化率低，難以發(fā)揮助推經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)的作用。專(zhuān)利撰寫(xiě)水平，專(zhuān)利的被引，轉(zhuǎn)化許可等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用有待提高；專(zhuān)利技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化程度還很不足，尤其是科研院所和高校與企業(yè)間的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化市場(chǎng)化轉(zhuǎn)化程度較低。

（4）在基因改良技術(shù)領(lǐng)域，基因序列和改良基因型的方法相對(duì)于其他子技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)更為活躍。解決的問(wèn)題大多集中在提高土地利用率、降低成本、提高效率、擴(kuò)大應(yīng)用范圍和產(chǎn)生優(yōu)良新品。其中，通過(guò)雜交/自交的方法或設(shè)備達(dá)到產(chǎn)生優(yōu)良新品、通過(guò)發(fā)育控制技術(shù)達(dá)到提高土地利用率以及通過(guò)其他培育方法的創(chuàng)新提高效率、通過(guò)其他轉(zhuǎn)基因植物技術(shù)提高土地利用率等也是專(zhuān)利保護(hù)密集區(qū)?；蚋牧技夹g(shù)領(lǐng)域中通過(guò)轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生優(yōu)良新品種和提高安全性是專(zhuān)利保護(hù)的空白點(diǎn)，提高安全性方面的專(zhuān)利保護(hù)相對(duì)稀疏，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)研發(fā)和布局。